汽轮机叶片汽道加工中受力与变形分析

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1、机械设计与制造第7期MachineryDesign&Manufacture2012年7月文章编号：1001—3997(2012)07—0222—03汽轮机叶片汽道加工中受力及变形分析江敏谌永祥李双跃钟成明曾岳飞吴越(’西南科技大学制造科学与工程学院，绵阳621010)(z东方汽轮机有限公司，德阳618000)StressandDeformationAnalysisinTurbineBladeProfileMachiningJIANGMin，CHENYong-xiang，LIShuang-yue，ZHONGCheng-min~，Z

2、ENGYue—fei，wuYue(SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China)(DongNngSteamTurbineCo．，Ltd，Deyang618000，China)ht一’’斤’d’d’d^’一十+一+斤毒^’、●1、§、十、1斤’”_、毫’、璺§一十十十、§^十一【摘要】汽轮机叶片汽道加工变形是影响加工质量的关键。为了提高汽轮机叶片在加工过程中的质量，减

3、小其在加工过程中的形位误差，在各切削力模型的基础上研究了球头铣刀在出汽边铣削中的几何加工特征，构建铣削力模型，分析了叶片汽道加工过程中的受力和变形。结合汽轮机中压缸第二级动叶片结构参数，采用材料力学理论分析法，构建了汽轮机动叶片汽道加工中的力学模型，并对叶片汽道加工中弯曲与扭转变形进行分析，得出影响叶片加工质量的因素，为后续的叶片夹具设计提供理论依据。关键词：汽轮机叶片；汽道加工；球头铣刀；力学模型；变形分析【Abstract】Deformationofbladeprofileisthekeythatimpactsthequal

4、ityofturbineblade．Inordertoimprovetheprocessingqualityofturbineblades，reduceitsformandpositionerrorsintheprocess，thegeo—metricmachiningfeaturesofballendmillinmachiningtr~linge@eewestudiedandmillingforcemodelisconstructedonthebasisofdifferentmillingforcemodelsandthefo

5、rceanddeformationintheprocessoreanalyzed．Usingmaterialmechanicsanalysismethod，mechanicalmodelofturbinebladeprofilepartmachin-ingisconstructed,andbendingandtorsiondeformationoreanalyzedcombiningtothesecondmoveleavesofintermediatepressurecylinderofsteamturbine．Factorsi

6、nfluencedonthequalityofthebladeprecisionprocessingaleobtained，whichprovidestheorybasisforthesubsequentleavesfixturedesign．KeyWords：TurbineBlades；BladeProfileProcessing；TILIAN；MechanicalModel；Deformation?Analysis．1N，。、-·～-、．m_，。、～‘、‘，i～t、-‘，-、‘i、—i、“～nt、-¨、n中图分类号：TH16

7、；TK26文献标识码：A1-21l士lI商2球头铣刀受力分析汽轮机叶片是透平叶片的一种，它在汽轮机中起着举足轻重的地位。叶片作为汽轮机的关键部位，它的加工质量直接影响着汽轮机的工作效率。汽轮机叶片主要由两部分组成，即汽道部分和装配部分，如图l所示。汽道部分是影响叶片工作的主要部分，而它是一种较薄的结构，在加工中极易变形，从而影响到它的加工质量以及工作效率。引起叶片变形的因素有很多，如材料类型、工件热变形、刀具变形等【lI。为了减小它的加工变形，国内各位学者也做了不少的研究。图2球头铣刀的受力分析汽轮机叶片的汽道部分是一种复杂的自

8、由曲面，在其加工过程中采用球头铣刀作为铣削刀具。球头铣刀是一种主要适用于加工复杂曲面的刀具，【大J此广泛应用在数控铣床、加工中心等没备中。球头铣刀在与工件作用过程中会产生较大的切削力，该力主要来源于工件切削层金属和表面层金属的弹性变形、塑性变形图1T型动叶片所产